張淑華
【摘要】近年來激光醫(yī)學(xué)發(fā)展迅速,稱為新興熱門學(xué)科。概述了目前激光醫(yī)學(xué)的主要應(yīng)用,分別詳細(xì)的介紹了低強(qiáng)度激光和高強(qiáng)度激光的生物學(xué)效應(yīng)和主要應(yīng)用方面,同時(shí)還對于激光應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的機(jī)理進(jìn)行了分類的分析。結(jié)果表明,激光醫(yī)學(xué)有見效快、副作用小等優(yōu)點(diǎn),但仍存在很多不完善的地方等待探索。
【關(guān)鍵詞】激光醫(yī)學(xué),激光生物學(xué)效應(yīng)應(yīng)用,激光生物學(xué)效應(yīng)機(jī)理
【中圖分類號】R562.21【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1005-0019(2015)01-0162-01
1、前言
激光在醫(yī)療過程中所起的作用是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過程,激光醫(yī)學(xué)作為目前較為活躍的一門綜合學(xué)科,在很多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。臨床上使用的激光醫(yī)療設(shè)備不下百種,涵括了自紫外到紅外的各種波長,包含了連續(xù)、脈沖、、短脈沖、巨脈沖、超脈沖等多種輸出方式,根據(jù)作用激光強(qiáng)度的不同可以分為強(qiáng)激光和弱激光。其中強(qiáng)激光在臨床醫(yī)學(xué)中主要利用其熱效應(yīng)和高能量性進(jìn)行清除病變組織,而弱激光則用于生物刺激作用來調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)和新陳代謝系統(tǒng)等。
1.1激光的熱效應(yīng)和非熱致汽化效應(yīng)
不同波長、強(qiáng)度、作用時(shí)間的激光產(chǎn)生的熱效應(yīng)不同,可瞬間產(chǎn)生幾十乃至幾百攝氏度,改變病變組織狀態(tài),使之產(chǎn)生汽化、炭化、凝固等效果。另外利用高強(qiáng)度光子,如紫外波段,可以打破生物分子化學(xué)鍵導(dǎo)致組織的汽化,或者使用Q調(diào)制的短脈沖激光瞬間產(chǎn)生高強(qiáng)度沖擊波,這些作用不需要熱效應(yīng)的積累,對周圍組織基本無所損傷,目前被用于一些較為精細(xì)的手術(shù),諸如:近視矯正手術(shù)。
1.2激光的光化學(xué)效應(yīng)
細(xì)胞或組織內(nèi)所包含的內(nèi)源性或外源性光敏物質(zhì),經(jīng)適當(dāng)波長的激光照射后,會(huì)產(chǎn)生特定波長的熒光或細(xì)胞毒素,它們可以分別用于惡性腫瘤的定位分析和治療,這種方法稱為光動(dòng)力學(xué)療法。可以單獨(dú)使用或者和其他的治療方法結(jié)合起來使用。
1.3激光的生物刺激效應(yīng)
這里主要是指低強(qiáng)度激光的生物刺激效應(yīng),自從20世界60年代末匈牙利Mester醫(yī)生提出了極低激光功率(1-5mW)典型能量密度(1-10J/cm)對生物組織的潛在作用這一研究命題后,就成為一個(gè)備受爭議和很是活躍的研究課題。由于其作用機(jī)理仍不是特別清晰,因而有很多假說被提出來,例如:光色素系統(tǒng)吸收,調(diào)節(jié)生命過程假說;改變細(xì)胞膜類脂雙分子層構(gòu)象的假說;生物電磁場共振吸收,調(diào)節(jié)生物等離子體假說。
同時(shí),隨著激光技術(shù)的革新,醫(yī)用激光器也產(chǎn)生了很大的變化,正逐漸向小型化、便攜化、方便操作化等方面發(fā)展,并呈現(xiàn)出多元化的趨向。
2、激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用
2.1激光美容
激光美容作為目前新興的寵兒迅速的席卷我們的生活,主要有:脈沖激光脫毛技術(shù)、脈沖激光除斑除皺技術(shù)。這主要是利用強(qiáng)激光束的熱效應(yīng)和非熱致汽化效應(yīng),瞬間破壞生物分子,而對周圍組織的損傷極小。這也稱為激光美容區(qū)別于傳統(tǒng)美容療法的最明顯的優(yōu)點(diǎn)之一,基本無副作用,而且術(shù)后相對不易復(fù)發(fā)。而且目前激光技術(shù)已相當(dāng)成熟,一般只要選取合適的波長的激光束就能可以在不影響正常組織結(jié)構(gòu)的情況下有目的地摧毀病變組織。
2.5抗衰老作用
黃保續(xù)等(5)發(fā)現(xiàn),生物組織吸收該波長的紅光后產(chǎn)生光化效應(yīng)及熱效應(yīng),可以通過下丘腦分泌多肽(HRP),多肽與膜上手體結(jié)合,激活腺苷酸環(huán)化酶,導(dǎo)致免疫細(xì)胞分泌功能增強(qiáng),同時(shí),白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的活性的增強(qiáng),從而可以達(dá)到增強(qiáng)免疫力的效果。
臨床實(shí)踐[6]表明,高劑量的紅色激光可以起到活血化瘀和清熱解毒的作用,這兩種功能既可以用于治病,也可以用于保健,起到抗衰老的作用,其主要的抗衰效應(yīng)有[7]:
<1>抗氧化系統(tǒng)。LLLI可促進(jìn)ATP(三磷酸腺苷)的合成,加速DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成,通過升高細(xì)胞內(nèi)cAMP激活機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)。
<2>某些重要代謝酶。LLLI對代謝紊亂的糾正是其抗衰老效應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。
<3>免疫系統(tǒng)。
<4>循環(huán)系統(tǒng)。LLLI最顯著的效應(yīng)便是對血液的作用,使血液處于低凝態(tài):活化纖維蛋白溶解系統(tǒng),改善血液流變學(xué)、血流動(dòng)力學(xué)和組織器官微循環(huán)。
<5>內(nèi)分泌系統(tǒng)。LLLI可以顯著改善部分激素分泌,使神經(jīng)細(xì)胞代謝、傳導(dǎo)功能正常化。
3、具有代表性的實(shí)驗(yàn)
表1[3]在不同典型研究中觀察到的生物刺激效應(yīng)
4、存在的問題及小結(jié)
<1>照射光源是否必須具有很好的相干性,如果換成非相干光束是否可行?
<2>對于低強(qiáng)度激光內(nèi)照射技術(shù)的機(jī)理研究還不夠深入;
<3>對于激光治療,怎樣將副作用降至最小,怎樣使術(shù)后不易復(fù)發(fā)?
目前,很多學(xué)者和科研人員已經(jīng)能夠很好的從最開始的感性認(rèn)識轉(zhuǎn)移到量的機(jī)理研究上,能夠根據(jù)不同組織建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,對一些參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。
隨著人類基因組繪制的完成,激光醫(yī)療設(shè)備在DNA自動(dòng)分析儀中的應(yīng)用也逐漸浮現(xiàn)水面,采用了488nm和514.5nm波長的激光光源。醫(yī)用激光也逐漸替代傳統(tǒng)光源成為顯微鏡的光源,同時(shí)飛秒激光器的產(chǎn)生使得激光束的性能得到很大提高,在不久的將來,激光醫(yī)學(xué)必將稱為一門更為龐大的跨學(xué)科綜合學(xué)目。
參考文獻(xiàn)
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